【題目】碰撞一般分為彈性碰撞和非彈性碰撞,發(fā)生彈性碰撞時,系統(tǒng)的動量守恒,機械能也守恒;發(fā)生非彈性碰撞時,系統(tǒng)的動量守恒,但機械能不守恒。為了判斷碰撞的種類,某實驗興趣小組用如圖碰撞實驗器設(shè)計了如下實驗。實驗步驟如下:

按照如圖所示的實驗裝置圖,安裝實物圖。

調(diào)整斜槽末端水平,O為斜槽末端豎直投影。

在軌道上固定一擋板S,從貼緊擋板S處由靜止釋放質(zhì)量為m1的小球 1,小球1落在P點,用刻度尺測得P點與O點距離2L。

在裝置末端放置一個大小與小球1相同的小球2,其質(zhì)量為m2,F(xiàn)仍從S處靜止釋放小球1,小球1與小球2發(fā)生正碰,小球2落在N點,小球1落在M點,測得OML,ON3L。

(1)若入射小球質(zhì)量為,半徑為r1,被碰小球質(zhì)量為,半徑為r2,則要求_______。

A. ;

B.;

C.;

D.;

(2)小球1與小球2的質(zhì)量之比=____。

(3)若兩小球均看作質(zhì)點,以兩球為系統(tǒng),碰前系統(tǒng)初動能Ek0=____,碰后系統(tǒng)末動能Ek=____,則系統(tǒng)機械能 _____(選填守恒不守恒”),可以得出兩球的碰撞是____碰撞。(Ek0、Ek用題目中字母H、m2、L和重力加速度g表示)

【答案】C 3:1 守恒 彈性

【解析】

(1)[1]在小球碰撞過程中水平方向動量守恒,有:

在碰撞過程中機械能守恒,則有:

解得:,要碰后入射小球的速度,即有:

則有:,為了使兩球發(fā)生正碰,兩小球的半徑相同,所以;

A.; 與分析不符,不符合題意;

B. 與分析不符,不符合題意;

C.;與分析相符,符合題意;

D.與分析不符,不符合題意。

(2)[2]1運動到斜槽末端的速度為,在空中做平拋運動,水平方向有:

豎直方向有:

解得:

由于球1兩次均從同一高度自由下滑,到斜槽末端的速度均為,設(shè)球1與球2碰撞后速度分別為,碰后兩球在空中均做平拋運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律可得:

碰撞前后球1和球2組成的系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得:

即有:

解得:

(3)[3]以兩球為系統(tǒng),碰前系統(tǒng)初動能:

[4]碰后系統(tǒng)末動能:

[5][6]顯然,在碰撞過程中系統(tǒng)機械能守恒,兩球碰撞是彈性碰撞。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖甲所示,長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在時間內(nèi)直導(dǎo)線中電流向上,則在時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是(

A.感應(yīng)電流方向為順時針,線框受安培力的合力方向向左

B.感應(yīng)電流方向為逆時針,線框受安培力的合力方向向右

C.感應(yīng)電流方向為順時針,線框受安培力的合力方向向右

D.感應(yīng)電流方向為逆時針,線框受安培力的合力方向向左

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【題目】長為的輕彈簧上端固定在天花板上,在其下端掛上質(zhì)量為的物塊。讓彈簧處于原長且從靜止釋放,最大下落高度為(未超過彈性限度)。斜面固定在水平面上,,點上方斜面部分粗糙,與這部分的動摩擦因數(shù),點下方斜面部分光滑,F(xiàn)將輕彈簧一端固定在斜面上處,用外力使壓縮彈簧并靜止于點,與彈簧未栓接,然后突然撤去外力。(重力加速度為,

1)試通過計算說明:撤去外力后,在彈簧作用下,不會滑離斜面;

2)計算部分運動的總路程。

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【題目】如圖所示,水平向右的勻強電場中,一帶電粒子從A點以豎直向上的初速度開始運動,經(jīng)最高點B后回到與A在同一水平線上的C點,粒子從AB過程中克服重力做功2.0 J,電場力做功3.0 J,則(  )

A. 粒子在A點的電勢能比在C點多12.0 J

B. 粒子在A點的動能比在B點多1.0 J

C. 粒子在A點的機械能比在C點少12.0 J

D. 粒子在C點的動能為12.0 J

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【題目】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。其中為帶滑輪的小車的質(zhì)量,為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計)

1)實驗時,一定要進行的操作或保證的條件是_______

A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力

C.小車靠近打點計時器,先釋放小車,再接通電源,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶

E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

2)該同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

3)以彈簧測力計的示數(shù)為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),畫出的圖象是一條直線,圖線與橫軸的夾角為,求得圖線的斜率為,則小車的質(zhì)量為______

A. B. C. D.。

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【題目】如圖所示:質(zhì)量為1Kg的物體,在水平桌面左端受到一個水平恒力作用做初速度為零的勻加速直線運動,2s末物體到達桌面右端時撤掉恒力,物體水平拋出,恰好垂直撞到傾角為45°的斜面上。已知桌面長度2m ,物體和桌面間的摩擦系數(shù)0.4,(物體可視為質(zhì)點,忽略空氣阻力,g=10m/s2)求

1)在桌面上運動的加速度大?

2)水平恒力大小

3)物體平拋運動的時間

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【題目】如圖所示,在粗糙的水平地面上放著一左側(cè)截面是半圓的柱狀物體B,在B與豎直墻之間放置一光滑小球A,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用水平力F緩慢拉動B向右移動一小段距離后,它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài),在此過程中,下列判斷正確的是

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C.墻面對小球A的支持力逐漸減小

D.拉力F逐漸減小

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【題目】在半球形光滑碗內(nèi),斜放一根筷子,如圖所示,筷子與碗的接觸點分別為A、B,則碗對筷子A、B兩點處的作用力方向分別為(

A.A點處指向球心O,B點處豎直向上

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D.均指向球心O

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【題目】如圖甲所示,在探究碰撞中的不變量時,在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速運動。然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運動,在小車A后連著紙帶,電磁打點計時器電源頻率為50H。

(1)長木板右端下面墊放小木片的作用是____________。

(2)若已測得打點紙帶如圖乙所示,并測得各計數(shù)點間距(已標(biāo)在圖上)。A為運動起始的第一點,則應(yīng)選______段來計算A的碰前速度,應(yīng)選______段來計算AB碰后的共同速度(以上兩空填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。

(3)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg,小車B的質(zhì)量m2=0.20kg,由以上測量結(jié)果可得碰前=______kgm/s,碰后=______kgm/s。實驗結(jié)論:__________________。(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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